一种气体溶解度的测定装置及使用方法
【专利摘要】本发明公开一种气体溶解度的测定装置，包括气体室、平衡室、四个阀门、真空泵、搅拌子、磁力搅拌器、温度变送器和压力变送器，所述气体室一侧通过带有第一阀门的管道与平衡室连接，所述平衡室内壁底部放置有搅拌子，所述搅拌子由平衡室底放置的磁力搅拌器旋转，所述平衡室另一侧通过带有第二阀门的管道分别与真空泵和高压气瓶连接，所述平衡室顶部密封扣接有平衡室盖，所述平衡室盖上安装有温度变送器和压力变送器，所述温度变送器和压力变送器连接于模拟量输入模块，所述模拟量输入模块连接于计算机上。其使用方法，包括预备，测气体在液体中的溶解度。具有装置简单，操作方便的优点。
【专利说明】一种气体溶解度的测定装置及使用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化工领域，具体涉及气体溶解度的测定装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]气体在液体中的溶解度(Sa)是化工过程中一个重要的参数，但是Sa的测定一直是困扰企业的技术难题。目前测定SaS比较理想的测定方法是恒定容积法:实验装置包括两个室平衡室和气体室，通常用水标定两室体积，忽略管路中的气体体积；平衡室溶液体积由进料量控制，平衡室剩余体积可以算出。在吸收前后，测定气体变化量可知吸收气体量，根据实验条件，用适当的状态方程，可算出气体的量。根据气体压力的变化来算出气体在液体中的溶解度。此方法原理简单，操作简便，设备易于加工，是比较理想的测定方法。
[0003]现有的恒定容积法的装置，包含过多的管路连接头和阀门，每个接头都存在漏气的隐患。而且，还需要另外连接复杂的溶剂纯化装置，进一步增多了连接头，以及难以清洗的管道。气压变化和温度采用人工记录瞬时数据，容易采集到非平衡状态的数据，造成错误。
【发明内容】
[0004]本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供了 一种气体溶解度的测定装置及其使用方法，具有装置简单、操作方便、测定速度快的优点。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案:
一种气体溶解度的测定装置，包括气体室、平衡室、四个阀门、真空泵、搅拌子、磁力搅拌器、温度变送器和压力变送器，所述气体室一侧通过带有第一阀门的管道与平衡室连接，所述平衡室内壁底部放置有搅拌子，所述搅拌子由平衡室底放置的磁力搅拌器旋转，所述平衡室另一侧通过带有第二阀门的管道分别与真空泵和高压气瓶连接，所述平衡室顶部密封扣接有平衡室盖，所述平衡室盖上安装有温度变送器和压力变送器，所述温度变送器和压力变送器连接于模拟量输入模块，所述模拟量输入模块连接于计算机上。
[0006]进一步地，所述平衡室盖上开有压力变送器孔和温度变送器孔，平衡室盖侧面留有两个管道孔，通过管道孔内管道分别与安装有第三阀门的真空泵和第四阀门的高压气瓶连接。
[0007]进一步地，所述气体室顶部密封扣接有气体室盖，气体室盖侧壁留有管道孔。
[0008]进一步地，所述温度变送器插入平衡室内。
[0009]上述气体溶解度的测定装置的使用方法，包括以下步骤:
I)预备
a、测定体积，将气体室和平衡室在恒定温度下分别装满水，通过测量装水前后的重量差得出两室的体积V1 (mL)，V2 (mL)，包括连接管路的体积；
b、将气体溶解度的测定装置按照要求连接，并设定恒温水浴至所需温度T(K)并保持稳定;C、打开第一阀门、第二阀门、第三阀门，关闭第四阀门，用真空泵将气体溶解度的测定装置抽成真空；
检测气密性，关闭第二阀门后，若气体溶解度的测定装置内压力在半小时无上升，进行下一步测试；否则，用肥皂水检测各部件连接点找出漏气点，重新连接；
d、打开第四阀门，气体溶解度的测定装置内充满待测试气体，至气压为所需压力的2-2.5倍时关闭第四阀门；
e、气体溶解度的测定装置内压力稳定时间超过半小时后，水温稳定，关闭第一阀门，此时的平均压力P1 ;
2)测气体在液体中的溶解度。
[0010]进一步地，步骤2中，若需要测试的液体蒸气压小于IPa，把分子量M液体放于打开平衡室内，通过称量法获得液体质量( g )，并通过测量其密度计算体积V L (mL);关上平衡室盖，打开第二阀门、第三阀门将平衡室抽成真空，关上第二阀门半小时后压力不上升说明液体已完全脱气；
打开第一阀门，启动磁力搅拌器，待压力稳定时间超过半小时后，水温稳定，此时的平均压力P 2 (m B a r )；
计算物质的量溶解度:
【权利要求】
1.一种气体溶解度的测定装置，包括气体室、平衡室、四个阀门、真空泵、搅拌子、磁力搅拌器、温度变送器和压力变送器，其特征在于:所述气体室一侧通过带有第一阀门的管道与平衡室连接，所述平衡室内壁底部放置有搅拌子，所述搅拌子由平衡室底放置的磁力搅拌器旋转，所述平衡室另一侧通过带有第二阀门的管道分别与真空泵和高压气瓶连接，所述平衡室顶部密封扣接有平衡室盖，所述平衡室盖上安装有温度变送器和压力变送器，所述温度变送器和压力变送器连接于模拟量输入模块，所述模拟量输入模块连接于计算机上。
2.如权利要求1所述的气体溶解度的测定装置，其特征在于:所述平衡室盖上开有压力变送器孔和温度变送器孔，平衡室盖侧面留有两个管道孔，通过管道孔内管道分别与安装有第三阀门的真空泵和第四阀门的高压气瓶连接。
3.如权利要求1所述的气体溶解度的测定装置，其特征在于:所述气体室顶部密封扣接有气体室盖，气体室盖侧壁留有管道孔。
4.如权利要求1所述的气体溶解度的测定装置，其特征在于:所述温度变送器插入平衡室内。
5.如权利要求1所述的气体溶解度的测定装置的使用方法，包括以下步骤:其特征在于: 1)预备 a、测定体积，将气体室和平衡室在恒定温度下分别装满水，通过测量装水前后的重量差得出两室的体积V1, V2，包括连接管路的体积； b、将气体溶解度的测定装置按照要求连接，并设定恒温水浴至所需温度T并保持稳定; C、打开第一阀门、第二阀门、第三阀门，关闭第四阀门，用真空泵将气体溶解度的测定装置抽成真空； 检测气密性，关闭第二阀门后，若气体溶解度的测定装置内压力在半小时无上升，进行下一步测试；否则，用肥皂水检测各部件连接点找出漏气点，重新连接； d、打开第四阀门，气体溶解度的测定装置内充满待测试气体，至气压为所需压力的2-2.5倍时关闭第四阀门； e、气体溶解度的测定装置内压力稳定时间超过半小时后，水温稳定，关闭第一阀门，此时的平均压力P1 ; 2)测气体在液体中的溶解度。
6.如权利要求5所述的气体溶解度的测定装置的使用方法，其特征在于，步骤2中， 若需要测试的液体蒸气压小于IPa，把分子量M液体放于打开平衡室内，通过称量法获得液体质量，并通过测量其密度计算体积Vl ;关上平衡室盖，打开第二阀门、第三阀门将平衡室抽成真空，关上第二阀门半小时后压力不上升说明液体已完全脱气； 打开第一阀门，启动磁力搅拌器，待压力稳定时间超过半小时后，水温稳定，此时的平均压力P 2 ； 计算物质的量溶解度:
7.如权利要求5所述的气体溶解度的测定装置的使用方法，其特征在于，步骤2中， 若需要测试的液体蒸气压大于IPa，把分子量M液体放于打开平衡室内，平衡室置于液氮中，液体全部凝固所需时间t之后，关上平衡室盖，打开第二阀门、第三阀门将平衡室抽成真空后，关闭第二阀门，用电吹风将平衡室吹至室温后，再次置于液氮中等待时间大于t时抽气，反复几次，至液体融化时的压力无明显区别，通过称量法获得液体质量，并计算其体积V L ； 关闭第二阀门，启动磁力搅拌器，待压力稳定时间超过半小时后，水温稳定，此时的平均压力P V ； 打开第一阀门，待压力稳定时间超过半小时后，水温稳定，此时的平均压力P 2 ； 计算物质的量溶解度:
【文档编号】G01N5/00GK103528909SQ201310475541
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】邓芸, 顾军, 邹志刚 申请人:南京大学昆山创新研究院, 昆山桑莱特新能源科技有限公司